Semi conducteurs

Concepts à retenir :

matériau à gap direct / indirect
dopage P / dopage N
énergie de Fermi
distribution de Fermi-Dirac
différence homojonction / hétérojonction
propriété semi-conducteur intrinsèque / extrinsèque
dégénérescence d'un semi-conducteur
zone de charge d'espace (ZCE)
transitions :
- radiative spontanée $\propto \Delta n^2$
- non radiative Auger $\propto \Delta n^3$
- non radiative dues aux impuretés $\propto \Delta n$

Formules à retenir :

Densité d'électrons de conduction dans la bande de conduction

$n = N_C \exp \left( - \frac{E_C - E_F}{k_B T} \right)$

Densité de trous dans la bande de valence

$p = N_V \exp \left( - \frac{E_F - E_V}{k_B T} \right)$

Loi d'action de masse

$n_i^2 = n p = N_C N_V \exp \left(- \frac{E_g}{k_B T} \right)$

Travail de sortie

$W = NV - E_F$

Affinité électronique

$e_\chi = NV - E_C$

Taille de la ZCE

$\left\lbrace \begin{array}{ll} x_N = \sqrt{\frac{2\varepsilon|V_0|}{eN_D(1+N_D/N_A)}} \\ x_P = \sqrt{\frac{2\varepsilon|V_0|}{eN_A(1+N_A/N_D)}} \end{array} \right.$

Jonctions à connaître

cellule photoconductrice
photodiode PN / PIN
cellule solaire